SHPB劈裂试验下橡胶水泥砂浆的动态力学、能量特性及破坏机理试验研究

• 作者: 杨荣周 徐颖 陈佩圆 王佳
• 来源期刊: 材料导报
• 关键词: 橡胶水泥砂浆 分离式霍普金森压杆 SHPB) 巴西劈裂 动态力学 能量特性 破坏机理
• 年，卷（期）: 2021,（10）
• 所属期刊栏目: 无机非金属及其复合材料|INORGANIC MATERIALS AND CERAMIC MATRIX COMPOSITES
• 页码范围: 10062-10072
• 页数: 11页
• 分类号: TB332
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/cldb.20030105

摘要

基于静载巴西劈裂原理,开展了橡胶水泥砂浆的分离式霍普金森压杆(SHPB)劈裂试验,对其动态力学、能量特性及破坏机理进行了研究.根据损伤力学,从强度和能量的角度分析了橡胶掺量、养护湿度和冲击荷载对水泥砂浆动态劈裂损伤的影响,并探讨了三种损伤因素下的六种损伤路径.结合圆盘试件的破坏模式,建立了冲击劈裂简化平面理想受力模型,分析了破裂方式-Ⅰ和破裂方式-Ⅱ两种截然不同的动态劈裂方式,并初步探讨了破裂方式-Ⅱ下圆盘试样的破坏机理.结果表明,掺入橡胶颗粒和降低养护湿度均降低了水泥砂浆的动态劈裂拉伸强度;普通水泥砂浆和橡胶水泥砂浆有着相同的应力率和应变率演化趋势;掺入橡胶颗粒和降低养护湿度均在一定程度上阻碍了能量在水泥砂浆圆盘试件中的传递;不同的单一损伤因素和复合损伤因素对水泥砂浆圆盘试样造成的动态劈裂损伤不同;在较大的冲击荷载下,圆盘试样会因"三角形压碎区"、"劈裂拉伸区"和"弯曲断裂区"的形成而被破坏.最后,从细观的角度分析讨论了界面过渡区(ITZ)对SHPB劈裂下橡胶水泥砂浆强度和抗冲击性能的影响.